Brookhaven National Laboratory erzielt Guinness-Rekord für die höchste von Menschen erschaffene Temperatur

Der positive und manchmal unerwartete Einfluss der Teilchenphysik ist gut dokumentiert – von Physikern, die das World Wide Web erfanden, bis hin zu der Technologie, auf der die lebensrettende Magnetresonanz-Tomografie (magnetic resonance imaging, MRI) beruht. Aber manchmal zieht die schiere Kraft der großen Experimente und der wissenschaftlichen Ambitionen die Anerkennung derer auf sich, die nur die extremsten Leistungen auf der Erde suchen.

Der Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) des Brookhaven National Laboratory lässt Teilchen miteinander kollidieren, um die unfassbaren Bedingungen neu zu erschaffen, die sonst nur am Anbeginn der Zeit existierten. Die 3,8 Kilometer lange, unterirdische atomare „Rennstrecke“ am RHIC liefert fundamentale Einblicke in die Gesetze, denen jegliche sichtbare Materie unterliegt. Aber nebenbei haben ihre Teilchen auch einen Weltrekord gebrochen.

Guinness World Records, nicht länger mit dem „Buch der…“ behaftet, hat die Leistung des Brookhaven National Laboratory anerkannt, die „höchste von Menschen gemachte Temperatur“ erzeugt zu haben. Wenn der RHIC Goldionen mit annähernd Lichtgeschwindigkeit kollidieren lässt, wird die Aufschlagenergie so groß, dass die Neutronen und Protonen innerhalb der Goldkerne „schmelzen“ und fundamentale Quarks und Gluonen freisetzen, die dann ein nahezu reibungsfreies primordiales Plasma bilden, welches in der Natur nur eine Millionstel Sekunde nach dem Urknall existierte. Der RHIC entdeckte dieses primordiale, flüssigkeitsähnliche Quark-Gluonen-Plasma und maß dessen Temperatur mit etwa vier Billionen Grad Celsius – das ist 250.000 Mal heißer als das Zentrum der Sonne.

Physiker Paul Sorensen beschreibt die Entdeckungen, die am RHIC gemacht wurden. (Brookhaven National Laboratory / RHIC)

„Über diese ultraheiße Materie gibt es viele coole Dinge zu berichten“, sagte der Physiker Steven Vigdor, der das Kern- und Teilchenphysik-Programm am Brookhaven National Laboratory leitet. „Wir erwarteten, diese Temperaturen zu erreichen – dafür wurde der RHIC schließlich gebaut -, aber nicht alle von uns hatten dieses fast perfekte Flüssigkeitsverhalten vorhergesehen.“ Wie sich herausstellt, tritt dieses überraschende Phänomen an beiden Extremen des Temperaturspektrums auf.

„Andere Physiker haben jetzt ein ziemlich ähnliches Flüssigkeitsverhalten in eingefangenen Atomen bei Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt beobachtet, zehn Millionen Billionen Mal kälter als das von uns am RHIC erzeugte Quark-Gluonen-Plasma“, sagte Vigdor. „Das ist nur eine von vielen unerwarteten Verbindungen, die wir zwischen der Physik am RHIC und anderen wissenschaftlichen Spitzenprojekten gefunden haben. Die Einheitlichkeit der Physik ist eine schöne Sache!“

Video mit weiteren Informationen über die erzielte Leistung. (Brookhaven National Laboratory / RHIC)

Was die Einheitlichkeit der Physik angeht, untersucht ein viel größerer Kollidierer ebenfalls Quark-Gluonen-Plasma und erzeugt Temperaturen, die die Sonne beschämen würden. Der 26 Kilometer lange Large Hadron Collider (LHC) am europäischen Kernforschungszentrum CERN lässt in seinen eigenen superheißen Neuerschaffungen des Urknalls Bleiionen miteinander kollidieren. Und ALICE (A Large Ion Collider Experiment) könnte geeignet sein, um den Rekord des RHIC zu übertrumpfen.

„Die Energiedichte am LHC ist um den Faktor Drei höher als am RHIC“, sagte die Physikerin Despina Hatzifotiadou vom CERN. „Das äußert sich in einem 30-prozentigen Anstieg der absoluten Temperatur, verglichen mit dem am RHIC erreichten Wert. Daher würde ich sagen, dass ALICE den Rekord hat!“

Aber trotz der Fähigkeiten von ALICE hat die Collaboration keine offizielle Temperaturmessung ihres Quark-Gluonen-Plasmas veröffentlicht und für das Guinness-Team ist es nichts, wenn es nicht offiziell ist. Für den Augenblick herrscht der RHIC, der die Physik vorangetrieben hat, indem er die mehrere Billionen Grad heiße Materie viele Milliarden Mal erschaffen hat. Aber wie bei allen Rekorden ist auch der Guinness-Rekord des RHIC dazu bestimmt, gebrochen zu werden.

Quelle: http://www.bnl.gov/today/story.asp?ITEM_NO=3161

(THK)